在本文中，研究者介绍了一种基于FPGA的以太网高速传输平台，该平台主要利用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控单元，并且能够完成以太网接口芯片的时序控制，从而实现了一个简化的TCP/IP协议栈。下面，我们将详细介绍这一平台所涉及的关键知识点。
了解以太网（Ethernet）是网络通信的基础。以太网是一种计算机局域网技术，用于实现设备之间的连接和数据传输。在提到的平台中，所涉及的是百兆以太网，即数据传输速率最高达到100Mbps的以太网标准。
接着是TCP/IP协议栈。TCP/IP协议栈是互联网通信中最核心的协议集，包含了传输控制协议（TCP）和网际互联协议（IP），分别负责数据的可靠传输和数据包的路由传输。在文中所提及的平台中，实现了简化的TCP/IP协议栈，使其能够直接在硬件上处理以太网数据包，而不必消耗过多的CPU资源。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可通过编程来配置的半导体器件，它允许开发者设计并编程实现特定的硬件功能。在本文的平台中，FPGA被用来实现以太网接口芯片的时序控制和简化的TCP/IP协议栈，这对于需要高速数据传输的应用场景而言，非常合适。
关于平台的性能，文中提到了数据吞吐率的指标。数据吞吐率是指单位时间内通过网络的数据量，高吞吐率意味着更高的数据传输效率。实验结果显示，该平台的吞吐率接近百兆以太网的极限性能，即100Mb/s。
考虑到平台的应用场景，它具有扩展接口丰富、通用性好的特点，因此可以方便地与PC机进行连接，并且作为各种实验设备与PC机间数据传输的中间件。这一特点使得该平台非常适合于需要高速数据交换的应用，比如科研实验、大数据处理、远程监控等领域。
在当前的网络技术发展背景下，不同的高速通信方式被广泛应用于设备与PC之间的数据交换。USB总线和1394总线是常见的高速通信方式，但它们的传输距离有限，PC端程序编写复杂。相比之下，以太网在传输距离、易用性方面拥有优势，尤其是可以利用现有网络布线资源，并且PC端操作系统集成了成熟的TCP/IP协议栈，使得应用程序的编写变得非常简单。
然而，尽管以太网具有诸多优势，但在嵌入式场合下，由于硬件资源有限，使用单片机程序实现TCP/IP协议栈会占用大量的CPU资源，并且难以胜任高速数据率的要求。例如，使用主频为60MHz的ARM处理器在运行简化的TCP/IP协议栈时，数据率可能仅能达到31Mb/s。因此，本文提出的利用FPGA来实现硬件级别的网络功能，避免了CPU资源的占用，并可实现更高的数据传输速率。
基于FPGA的以太网高速传输平台通过硬件实现的方式优化了数据传输性能，为科研实验等需要高速数据传输的场景提供了一种有效的解决方案。同时，该平台可以有效地利用现有网络资源，并且极大地简化了与PC端的连接和通信过程，为实验设备与计算机间的数据交换提供了便利。在现代网络技术不断演进的今天，该平台的设计思想和实现方法值得在高速数据传输领域进行深入探讨和应用推广。
